Inducerende meningokokken meningitis serogroep C in muizen via Intracisternal Delivery

Neisseria meningitidis is een gram negatief β-proteobacterium beperkt tot de menselijke gastheer, bekend als een van de meest voorkomende oorzaken van meningitis en sepsis in de menselijke populatie over de hele wereld. Het koloniseert de bovenste luchtwegen (neus en keel) van gezonde en asymptomatische dragers (2-30% van de bevolking), maar de bacterie ontwijkt soms verschillende gastheer immuun afweer en verspreidt zich van de bloedbaan naar de hersenen waardoor een ongecontroleerde lokale ontsteking, bekend als meningokokken meningitis. Een combinatie van host-en bacteriële factoren lijkt bij te dragen aan de overgang van de commensaal naar het invasieve gedrag¹.

N. meningitidis is uitsluitend gespecialiseerd in menselijke kolonisatie en infectie. Het heeft een smal ontvangstbereik en heeft daarom beperkte in vivo pathogenese studies als gevolg van het ontbreken van geschikte diermodellen die de menselijke Meningokokkenziekte reproduceren. Dientengevolge, het had geleid tot fundamentele lacunes in het begrip met betrekking tot de pathogenese van septicemie en meningitis veroorzaakt door meningokokken. In de laatste decennia, de ontwikkeling van veel in vitro systemen toegestaan de identificatie van verschillende meningokokken virulentie factoren^2,3,4. Hoewel deze waardevolle studies belangrijke inzichten hebben verschaft om de rol van deze factoren voor een succesvolle meningokokkeninfectie te begrijpen, konden deze modellen geen beoordeling geven van de gevolgen van bacteriële interacties met de humorale en cellulaire immuunsysteem en nog minder met het hele weefsel. In vivo diermodellen van infectie zijn ook van groot belang voor de evaluatie van de beschermingsgraad die wordt toegekend door vaccinformuleringen. Als humaan-Tropic pathogeen bezitten meningokokken geschikte determinanten die nodig zijn voor een succesvolle infectie, zoals Oppervlaktestructuren (d.w.z. type IV pili en opaciteits eiwitten) en ijzeropname systemen voor menselijke receptoren en transporteiwitten (d.w.z. transferrine en lactoferrine)^5,6,7 om goed te hechten, te overleven en de menselijke gastheer binnen te vallen. Tot slot dragen de genetische variatie capaciteiten van de pathogeen bij tot het ontwijken en/of blokkeren van de menselijke immuunrespons verder bij aan het hoge soort tropisme^8,9. Daarom kan de afwezigheid van specifieke gastheerfactoren, die betrokken zijn bij de interactie, stappen van de levenscyclus van het pathogeen blokkeren, waardoor aanzienlijke moeilijkheden ontstaan bij de ontwikkeling van kleine diermodellen met een samenvatting van de meningokokken levenscyclus.

In de afgelopen decennia zijn verschillende benaderingen ontwikkeld om ons begrip van de meningokokken infectieuze cyclus te verbeteren. Infecties van twee diermodellen, muizen en ratten, ofwel intraperitoneaal (i.p.) of intra lateraal (i.n.), werden ontwikkeld om Meningokokkenziekte te reproduceren^{10,11,12,13,14 ,15,16,17}. De laboratorium muis is waarschijnlijk een van de veelzijdiger dieren voor het induceren van experimentele meningokokkeninfectie.

Echter, de i.p. manier van infectie leidt tot de ontwikkeling van ernstige sepsis, hoewel het niet de natuurlijke route van de infectie nabootsen, terwijl de i.n. infectie route nuttig was om meningokokken pathogenese te evalueren, hoewel het longinfectie kan induceren vóór sepsis^{10,11,12,13,14,15,16,17}.

Het i.p. muismodel was een belangrijke rol om de bescherming tegen de meningokokken Challenge^10,11,12te beoordelen. Het muismodel van meningokokken kolonisatie op basis van de i.n. besmettingsroute is ontwikkeld met zuigelingen muizen, omdat ze gevoeliger zijn voor meningokokken, om een invasieve infectie te reproduceren die het beloop van de Meningokokkenziekte bij mensen ^{nabootsen 13,14,15,16,17}. Bovendien werd, ter bevordering van meningokokken replicatie in de Murine-gastheer, ook een groeiend aantal technische strategieën toegepast, waaronder de toediening van het ijzer aan de dieren om de infectie te verbeteren, het gebruik van hoog bacterieel entmateriaal, muis-doorgang bacteriestam evenals de tewerkstelling van zuigeling of immuungecompromitteerde dieren hosts^{10,13,15,18,19}. De expressie van specifieke menselijke factoren zoals CD46²⁰ of transferrine²¹ heeft de gevoeligheid van muizen voor deze humane-trope bacterie verhoogd; de tewerkstelling van het xenotransplantaatmodellen is-infectie model van de menselijke huid is ook nuttig geweest om de wrijvings capaciteit van meningokokken te evalueren op humaan endotheel^22,23. Gezamenlijk heeft de recente ontwikkeling van gehumaniseerde transgene muizen het begrip van de meningokokken pathogenese en de interacties van de gastheer verbeterd.

Eerder ontwikkelden we een muriene model van meningokokken meningitis waarbij de inoculatie van bacteriën werd uitgevoerd in de Cisterna magna van volwassen muizen met muis-doorgangen van bacteriën²⁴. Klinische parameters en de overlevingskans van geïnfecteerde muizen toonden de oprichting van meningitis met kenmerken vergelijkbaar met die gezien in de menselijke gastheer, evenals, de microbiologische en histologische analyses van de hersenen. Uit deze geïnfecteerde muizen, bacteriën waren, ook, teruggewonnen uit bloed, lever, en milt, en bacteriële ladingen van perifere organen gecorreleerd met de infectieuze dosis. In het bijzonder werd dit model gebruikt om de virulentie van een isogene Mutant stam defect in de L-glutamaattransporter GltT²⁴te evalueren. Onlangs, met behulp van onze muismodel van meningokokken meningitis op basis van i. CIST. route met serogroep C stam 93/4286^2,24 en een isogene Mutant defect in cssa gen codering voor UDP-N-acetylglucosamine 2-epimerase²⁵, hebben we de rol van blootgestelde sialuzuur geanalyseerd in de inrichting van de ziekte bij muizen.

In dit protocol beschrijven we een eenvoudige methode om experimentele meningokokken meningitis te induceren op basis van de i. CIST. infectie route in Balb/c volwassen muizen. Deze methode is met name nuttig voor de karakterisering van meningokokkeninfectie in een muriene gastheer, evenals voor de beoordeling van de virulentie tussen wild type referentie stammen en isogene mutanten. De intra-cisterne-infectie route zorgt voor een volledige levering van het meningokokken rechtstreeks in de Cisterna magna, die op zijn beurt de bacteriële replicatie in de cerebrospinale vloeistof (CSF) vergemakkelijkt en meningitis induceert met functies die die nabootsen aanwezig bij de mens^2,24,25,26.